Vědci probudili z permafrostu 42 TISÍC LET STARÉ červy! Co se s nimi stalo? Učte se Rusko

Metody příběh, konverzace, hra na hrdiny, samostatná práce, sledování videofilmu, hra, studentské zprávy.

I. Aktualizace znalostí

Učitel: Kluci, pokračujeme ve studiu Druhů červů. A než se pustíme do nového tématu, zopakujeme si látku z minulé lekce. Požádám vás, abyste přišli k tabuli.

1. student: Vytvořte z ilustrací diagram: „Životní cyklus jaterní motolice.“

Obr. 1. Dospělý parazit v těle krávy

Obr. 2. Vajíčka jaterní motolice

Obr. 3. Volně plavající larva

Obr. 4. Vývoj larvy v těle malého rybníkového plže

Obr. 5. Larva s ocasem

2. student: Vytvořte diagram z ilustrací „Vývojový cyklus tasemnice skotu“.

Obr. 7. Dospělý parazit v lidském těle

Obr. 8. Segmenty s vajíčky tasemnice hovězí

Obr. 9. Kráva s larvami

Obr. 10. Larva s chitinozními háčky

Obr. 11. Finn ve svalech krávy

Tři studenti pracují s kartičkami.

Karta č. 1.

Jaký je biologický význam:

A) vysoká plodnost parazitických červů.
B) hermafroditismus.

Číslo karty 2

Který z ploštěnců, jaterní motolice nebo tasemnice, je specializovanější v souvislosti s parazitickým způsobem života?

Číslo karty 3

Správná tvrzení označte znaménkem „+“:

1. Ploché červy mají radiální symetrii.
2. Parenchym v těle ploštěnců slouží jako rezerva živin.
3. Ploché červy se vyznačují dýchacím systémem.
4. Smyslové orgány jsou charakteristické pro parazitické ploštěnce.
5. Lidé se nakazí tasemnicí skotu kontaktem se zvířaty.
6. Parazitické ploštěnky nemají vyvinutý trávicí systém.
7. Řasinkovití červi jsou volně žijící ploštěnci.
8. Vylučovací systém ploštěnců začíná hvězdicovou buňkou

Učitel: Zatímco kluci pracují, my (oslovení třídy) Pořádáme tiskovou konferenci na téma „Parazitní červi“. Kdo je náš specialista na parazitické červy, helmintolog?

1. Do jakého druhu živočichů patří třída motolic a třída tasemnic?
2. Kdo je parazit?
3. Kdo jsou endoparaziti?
4. Co je parazitismus?
5. Co je to vývojový cyklus?
6. Kdo je mezihostitel?
7. Kdo je konečným vlastníkem?
8. Jaké znáte adaptace na parazitismus?

Učitel: Zkontrolujeme, jestli je na tabuli všechno správně napsáno?

Studenti komentují vývojové cykly červů a poté kartičky a archy s odpověďmi předávají učiteli.

1. Smyslové orgány a nervový systém vepřových a hovězích tasemnic jsou špatně vyvinuté a trávicí orgány zcela chybí. Co tyto příznaky naznačují?
2. Parazitické ploštěnky se od volně žijících liší obrovskou plodností. Tasemnice hovězí tak během svého 20letého života v hostitelském organismu naklade 11 miliard vajíček. Co to pro parazita znamená?
3. V 19. století si petrohradský lékař Weiss všiml, že děti, kterým bylo předepsáno syrové maso k léčebným účelům, se často nakazily tasemnicemi. Vysvětlete proč?
4. Někdy děti jedí šťovík z vlhkých luk, divokou cibuli nebo jen žvýkají trávu. Vysvětlete, proč to není dovoleno?

II. Učení nového materiálu

Učitel: Téma naší lekce: „Typové škrkavky“/

Studenti si do sešitů zapíší téma hodiny: „Typ škrkavky“/

Učitel: Škrkavky jsou rozšířené po celém světě. Vědci neznají žádná biotopy, kde by se škrkavky nevyskytovaly. Nacházejí se na dně moří a oceánů, rybníků a jezer. Pronikly do podzemních vod a půdy, ovládly orgány a tkáně zvířat, lidí i rostlin, od řas až po krytosemenné rostliny. Škrkavky jsou volně žijící: predátoři a býložravci, ale častěji se jedná o parazity. Spolu s mikroskopickými – do 1 mm, jsou známí i skuteční obři – například u vorvaně byl kdysi nalezen škrkavka dlouhá 8 m.
Požádal jsem vás, abyste připravili zprávy o nějakých škrkavkách. Jste připraveni?

1. student: V malých rybnících můžete někdy vidět pohybující se hrudky. Vypadá to, jako by ožily dlouhé chlupy. Lidé si dokonce vymysleli legendu o ožívajících koňských chlupech. Jsou to škrkavky zvané vlasáci. Mnoho lidí se vlasáků bojí a věří, že mohou proniknout do lidí a domácích mazlíčků. Ve skutečnosti jsou neškodní, i když parazitují na hmyzu. Dospělí vlasáci jdou do vody kladou vajíčka – tam je vidíme. Dospělý vlasák se vůbec nekrmí.

2. student: Na kořenech, stoncích, listech a dokonce i květech zahradních rostlin můžete najít malé, s lupou téměř průhledné červy dlouhé asi 1,5 mm. Cibulové háďátko tedy žije v půdě, na kořenech cibule, česneku, fazolí a dalších rostlin. Rostliny napadené cibulovým háďátkem ošklivé, žloutnou a odumírají. Stonkové háďátko bramborové způsobuje velké škody v zemědělství. Ještě před tvorbou hlíz pronikají červi z půdy do podzemních výhonků brambor. Poté se háďátka plazí do hlíz a prudce snižují úrodu brambor.

3. student: Roupy jsou malí lidští paraziti do 1 cm, parazitují častěji v tlustém střevě dětí a způsobují onemocnění enterobiáza. Roupy se živí střevními bakteriemi, přičemž do těla hostitele uvolňují toxické odpadní produkty. Kladou oplodněná vajíčka v oblasti lidského konečníku, což způsobuje silné svědění. Vajíčka roupů jsou velmi malá a snadno se šíří: dostanou se na oblečení, knihy a ve velkém množství se hromadí pod nehty. Děti nakažené roupy jsou obvykle podrážděné, špatně spí a jsou neklidné.

• Bilaterálně symetrická, třívrstvá zvířata (ektoderm, endoderm, mezoderm).
• Tělo je husté, elastické, jako nafouknutý močový měchýř, na okrajích špičaté.
• Průřez má kruhový tvar.
• Tělesná dutina je naplněna tekutinou.
• Kožně-svalový vak je tvořen kutikulou, hypodermis a 4 podélnými svalovými pásy.
• Při pohybu se mohou pouze ohýbat.
• Zvířata s různým pohlavím.
• A úspěchem škrkavek je vzhled konečníku.

• 1. možnost: Zažívací ústrojí.
• 2. možnost: Nervový systém a smyslové orgány.
• 3. možnost: Vylučovací systém a reprodukční orgány.

UčiteliStavbu vnitřních orgánových soustav a životních procesů studujeme pomocí tabulky.

Studenti odpovídají na otázky učitele.

Učitel: Škrkavky nemají oběhový a dýchací systém. Jak dýchají?

Učitel: Velmi zajímaví jsou parazitičtí červi, kteří žijí v tenkém střevě lidského těla – škrkavky. Samice (20-40 cm) jsou delší než samci (15-20 cm), zadní konec samců je ohnutý k břišní straně. Škrkavky, uvolňující toxické látky do lidského těla, způsobují onemocnění – askariózu. Příznaky onemocnění: bolesti hlavy, slabost, ztráta paměti u dětí, podrážděnost. Škrkavky vedou svého hostitele k vyčerpání a dokonce i k smrti. Lidé se nakazí vajíčky škrkavek prostřednictvím špinavých, nemytých potravin, vody z otevřených vodních ploch. K infekci přispívají mouchy a švábi.

Učitel: Nyní se podíváme na úryvek z filmu „Životní cyklus škrkavky“. Upozorňujeme, (napsáno na tabuli):

1) Z jakých fází se skládá vývojový cyklus škrkavky?
2) Jaké podmínky jsou nezbytné pro vývoj červa?

Učitel: Kluci, na vašich stolech máte ilustrace vývojového cyklu škrkavky, shodné s tabulkou na tabuli, pojďme sledovat vývojovou cestu tohoto parazitického červa.

• K lidské infekci vajíčky škrkavek dochází…
• Vejce zasáhne…
• Z vajíčka ve střevě se vyvine…
• Larva s krví jde do. proč?
• Larva vykašlává hlen. a.
• Larva se promění v škrkavku.
• Dospělý škrkavka parazituje v…
• Oplodněná vajíčka jsou vyloučena stolicí do…

Učitel: Vývojový cyklus škrkavky probíhá ve dvou kyslíkových fázích. Vajíčka škrkavky musí být ve vnějším kyslíkovém prostředí po dobu alespoň dvou týdnů. Teprve poté budou životaschopná.

III. Upevňování naučeného

Učitel: Představte si, že jste helmintolog. Byli jste požádáni, abyste promluvili k mladším školákům na téma prevence helmintiózy. Jakou radu byste dali dětem, jak se chránit před infekcí parazitickými červy?

studenti:

– Před jídlem si umyjte ruce, zeleninu a ovoce.
– Vodu z otevřených vodních toků před pitím vždy převařte.
– V přírodě si nedávejte rostliny do úst.
– Jídlo důkladně vařte a osmažte.
– Zničte mouchy a šváby.

• Ústa s rty, střeva, řitní otvor
• Vlasový červ, cibulové hlístice, škrkavka
• Hypodermis, kutikula, podélné svaly
• Vaječníky, vejcovody, děloha, genitální otvor
• Varle, chámovod, kutikulární jehly

Učitel: Řešení problému: Na konci 19. století lékař v experimentu provedeném na sobě zjistil, že z vajíček, která nakladla samice škrkavky a která člověk spolkne, se nevyvíjejí larvy a následně dospělí červi. Jak lze vysvětlit výsledky získané v experimentu?

Učitel: Teď si budeme hrát, já pojmenuji vlastnosti charakteristické pro ploštěnce – zvednete červenou kartu, vlastnosti charakteristické pro škrkavky – zvednete zelenou kartu.

– Tělo má kulatý průřez.
– Bilaterální symetrie těla.
– Oběhová soustava je uzavřená.
– Tělo se skládá z endodermu a ektodermu.
– Tělo se skládá z ektodermu, mezodermu a endodermu.
– Hermafroditi.
– Není zde žádná tělesná dutina.
– Při pohybu se mohou pouze ohýbat.
– Zvířata různého pohlaví.
– Tělo je silně zploštělé.
– Trávicí systém končí u konečníku.
– Tělesná dutina je naplněna tekutinou.

Učitel: Shrňme si to: známku „5“ obdržel/a. známku „4“ obdržel/a. známku „3“ obdržel/a.

IV. Domácí práce

Učitel: Zapište si domácí úkol: str. 17, doplňte tabulku v didaktickém sešitě str. 56, úkol č. 5

Ve zbývajícím čase začneme vyplňovat tabulku.

Starověcí červi ožili, začali se živit a rychle se množit. Revoluční událost. Nikdo si nemyslel, že je to možné.

„Chceš Jurský park? Protože takhle Jurský park funguje.“

„Přestaň. Zmraz toho červa zpátky. Je rok 2020, další katastrofu nepotřebujeme.“

„Mám z toho špatný pocit.“

Zpráva o tom, že ruští vědci „rozmrazili“ starověké hlístice (škrkavky) ze sibiřského permafrostu, se poprvé objevila v roce 2018. Zároveň o této události vyšly články v ruských i zahraničních vědeckých časopisech. Nedávno si však někdo na červy znovu vzpomněl, zpráva se stala virální a proměnila se v další mem o roce 2020. „Haha, tohle je jen příprava na pokračování. 2021“ – a tak dále.

AV Shatilovich, AV Tchesunov, TV Neretina, IP Grabarnik, SV Gubin, TA Vishnivetskaya, TC Onstott & EM Rivkina

Mezitím po celou tu dobu vědci pozorovali hlístice. Koneckonců, tato událost je revolucí v kryobióze a biologii. Hlístice a někteří další mikroskopičtí bezobratlí, jako jsou vířníci a tardigradi, jsou poměrně houževnatí, mohou dlouho zůstat v sušeném nebo zmrazeném stavu a poté se znovu ožít.

„Ale i pro ně byl existující záznam v anabióze pouze asi 30–40 let starý,“ říká Anastasia Šatilovičová, vedoucí výzkumná pracovnice Ústavu fyzikálně-chemických a biologických problémů půdovědectví Ruské akademie věd. Spolu se skupinou vědců z jiných ústavů studovala starověké hlístice.

Čistá náhoda

Šatilovičová a její kolegové zpočátku nehledali v permafrostu žádné hlístice. Studovali společenstva protistů (jednobuněčných eukaryotických organismů), kteří přežili tisíce let kryokonzervace v ložiskách permafrostu v Jakutsku. Samy o sobě jsou jednobuněčné živé objekty, které existují v pozastaveném stavu po tisíce a dokonce miliony let, poměrně běžným příběhem, na tom není nic překvapivého. V roce 2000 vědci objevili bakteriální spory, které strávily 250 milionů let v krystalech soli, a přivedli je zpět k životu. Dříve se vědcům z vědeckého centra Puščino podařilo vypěstovat rostlinu z životaschopných buněk nalezených v semenech, která ležely v permafrostu více než 30 tisíc let, ale nikdo ani nesnil o oživení mnohobuněčných červů.

„Zatím jsme nezískali mnohobuněčná zvířata, která by dokázala přežít kryobiózu v geologickém časovém měřítku. A to je jen šťastná náhoda, protože se nám podařilo izolovat živé hlístice ze dvou vzorků zmrzlých hornin najednou,“ říká Šatilovič.

Hlístic si vědci ani hned nevšimli. Když byly vzorky zmrazených hornin doručeny do laboratoře v Puščině, vědci je umístili do Petriho misek s živným médiem a každé pár dní je prohlíželi v očekávání, že najdou starověké protisty. „Červy jsme viděli, až když se začali pohybovat. Od rozmrazení uplynuly asi dva týdny. Pravděpodobně se probrali ještě dříve,“ říká.

Pochybnosti, že se jednalo o nějaké moderní červy, kteří se ve vzorcích objevili nedávno, byly rozptýleny – a zde je důvod. Zaprvé, oba vzorky, ve kterých byli nalezeni, byly odebrány nezávislými výzkumníky z ložisek různého původu v různých oblastech – poblíž sibiřských řek Kolyma a Alazeja. Zadruhé, jeden ze vzorků byl odebrán z vrtu metodou, která předpokládá vysokou sterilitu.

Řeka Alazeja, Jakutsko

Hlístice jednoho druhu, Panagrolaimus, byly nalezeny ve vzorcích starých 32 42 let. Druhý druh, Plectus, byl nalezen ve vzorku ještě starším – XNUMX XNUMX let. Oba hlístice byly samičí.

Poté, co o tom vědci napsali článek, kontaktovali ruské vědce a nabídli jim spolupráci. DNA červů se tak dostala do Německa, k Teimurazovi Kurtskhaliovi a jeho kolegům z Max Planckova institutu pro molekulární buněčnou biologii a genetiku. Pracují na kompletním dešifrování genomu dvou hlístic.

Nejzajímavější hádanka

Říká, že případ s hlísticemi byl štěstí. Protože kdyby se červ vrátil k životu pouze z jednoho vzorku permafrostu, vědci by zpochybnili sterilitu výběru – vždy existuje možnost kontaminace – jeden materiál by mohl být kontaminován jiným. To všechno se zdálo příliš nepravděpodobné.

„Jednobuněčný organismus může přežít díky svým adaptivním vlastnostem, jako je schopnost tvořit různá dormantní stádia – spory nebo cysty. Mnohobuněčný organismus je ale složitější. Hlístice sice mají také dormantní stádium – Dauerovu larvu, ale během prodloužené anabiózy by mohlo dojít k poškození DNA a buněčné membrány a jejich hromadění v buňkách, mohly by vznikat toxiny, které by měly organismus buď zabít, nebo by měly být během anabiózy nebo po rozmrazení opraveny [opravit chemické poškození]. Těmto červům se nějakým způsobem podařilo přežít,“ říká Šatilovič a označuje to za „nejzajímavější záhadu“.

Specialisté z Ústavu psychicko-chemických a biologických problémů a půdní vědy Moskevské oblasti

Kompletní genom poskytne odpovědi na mnoho vzrušujících otázek. Jak probíhají procesy opravy poškození? Jaké adaptivní mechanismy používali starověcí červi? Jaké jedinečné geny mají? Probíhala evoluce těchto druhů v průběhu 40 tisíc let atd.?

Jeho rozluštění trvalo téměř dva roky – rok na červa. Ukázalo se, že jeden z červů je triploidní: má tři sady chromozomů a rozmnožuje se partenogenezí (jednopohlavním rozmnožováním). Němečtí kolegové plánují rozluštění genomu dokončit do konce roku.

Smrtelná hrozba pro lidstvo?

Potomci stejných hlístic jsou nyní ve sbírce Laboratoře půdní kryologie, kde Šatilovič pracuje. Někteří z nich jsou zmrazení, někteří sušení a někteří jsou živí a množí se.

Říká, že se jí mnoho lidí ptá: Co když se spolu s hlísticemi rozmrazí i nebezpečné mikroorganismy, nebojíte se, že rozmrazíte něco děsivého? A jaký dopad bude mít jejich uvolnění na ekosystém?

„V důsledku neustálého tání permafrostu se organismy, které se v něm zachovaly, každoročně dostávají do moderního ekosystému; je to přirozený proces.“

„Prostě se řídíme přírodou a neděláme nic, co se neděje v přírodním prostředí,“ říká Šatilovič.